DE102017204746B4 - HYDROGEN GAS STATION - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung (1) zum Bereitstellen eines komprimierten Gases (H) umfasst zumindest einen ersten Behälter (11), in dem ein auszugebendes Gas (H) mit einem ersten Druck gespeichert ist, und vorzugsweise zumindest einen zweiten Behälter (21, 31), in dem das auszugebende Gas (H) mit einem zweiten, höheren Druck gespeichert ist. Die Vorrichtung umfasst ein Hydrauliksystem, um beim Ausgeben des Gases (H) ein Fluid (F) in den entsprechenden Behälter (11, 21, 31) hineinzupumpen, so dass ein Druckabfall in dem jeweiligen Behälter (11, 21, 31) verhindert wird beziehungsweise der Druck in dem jeweiligen Behälter konstant gehalten wird. Dabei kommt das Fluid in direkten Kontakt mit dem Gas (H). Insbesondere findet die Erfindung in einer Wasserstofftankstelle zum Betanken eines Fahrzeugs mit gasförmigem Wasserstoff Anwendung. An apparatus (1) for providing a compressed gas (H) comprises at least a first container (11) in which a gas (H) to be dispensed is stored at a first pressure, and preferably at least one second container (21, 31) the gas to be dispensed (H) is stored at a second, higher pressure. The device comprises a hydraulic system for pumping a fluid (F) into the corresponding container (11, 21, 31) when the gas (H) is dispensed, so that a pressure drop in the respective container (11, 21, 31) is prevented the pressure in the respective container is kept constant. The fluid comes into direct contact with the gas (H). In particular, the invention finds application in a hydrogen refueling station for refueling a vehicle with gaseous hydrogen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines komprimierten Gases sowie ein entsprechendes Verfahren zum Bereitstellen eines komprimierten Gases. Eine solche Vorrichtung kann insbesondere in einer Anordnung zum Befüllen eines Tanks mit einem komprimierten Gas, insbesondere eines Fahrzeugtanks mit einem gasförmigen Treibstoff, vorzugsweise in einer Wasserstofftankstelle zum Betanken eines Fahrzeugtanks mit gasförmigem Wasserstoff eingesetzt werden.The present invention relates to a device for providing a compressed gas and a corresponding method for providing a compressed gas. Such a device can be used in particular in an arrangement for filling a tank with a compressed gas, in particular a vehicle tank with a gaseous fuel, preferably in a hydrogen filling station for refueling a vehicle tank with gaseous hydrogen.
Neben konventionellen Verbrennungsmotoren als Antrieb für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, gewinnen alternative Antriebe an Bedeutung. Dazu zählen beispielsweise Brennstoffzellenantriebe. Diese benötigen zu ihrem Betrieb Wasserstoff (H2), welcher entweder in flüssiger Form („liquid“ LH2, üblicherweise bei ca. -253°C)) oder in komprimiert gasförmiger Form (GH2) bereitgestellt wird. Beispielsweise kann der Wasserstoff in einem Fahrzeug in einem Kryotank in flüssiger Form gespeichert werden. Aufgrund von Nachteilen der flüssigen Speicherung, insbesondere des permanenten Verlusts durch Ausgasung, wird jedoch vermehrt eine Speicherung des Wasserstoffs in gasförmiger Form in einem Fahrzeugtank bevorzugt, insbesondere bevorzugt bei einem (Mindest-) Druck von 70 MPa (700 bar) oder bei 35 MPa.In addition to conventional internal combustion engines as a drive for vehicles, especially motor vehicles, alternative drives gain in importance. These include, for example, fuel cell drives. These require for their operation hydrogen (H 2 ), which is provided either in liquid form ("liquid" LH 2 , usually at about -253 ° C)) or in compressed gaseous form (GH 2 ). For example, the hydrogen in a vehicle may be stored in a cryotank in liquid form. However, due to disadvantages of liquid storage, in particular the permanent loss due to outgassing, storage of the hydrogen in gaseous form in a vehicle tank is increasingly preferred, more preferably at a (minimum) pressure of 70 MPa (700 bar) or at 35 MPa.
Zur Betankung von derartigen Fahrzeugen werden Wasserstofftankstellen bereitgestellt, die wie herkömmliche Tankstellen eine Betankungseinrichtung mit einem Füllstutzen zum Koppeln an den Fahrzeugtank aufweisen und eine Betankung des Fahrzeugtanks in wenigen Minuten ermöglichen. Üblicherweise wird die Wasserstofftankstelle mit Wasserstoff in flüssiger Form beliefert. Zum Betanken eines Fahrzeugs wird der Wasserstoff verdampft, komprimiert und in Hochdrucktanks gespeichert. Da der Druck in den Hochdrucktanks beim Befüllen des Fahrzeugtanks abfällt, ist ein Kompressor notwendig, der den Wasserstoff komprimiert. Der Kompressor muss dabei umso mehr Arbeit leisten, je stärker der Druck in den Hochdrucktanks beim Tankvorgang abfällt. Der komprimierte Wasserstoff wird dann heruntergekühlt, beispielsweise auf ungefähr -40°C, und dann dem Fahrzeugtank zugeführt.For refueling such vehicles hydrogen refueling stations are provided which, like conventional refueling stations, have a refueling device with a filler neck for coupling to the vehicle tank and make it possible to refuel the vehicle tank in a few minutes. Usually, the hydrogen filling station is supplied with hydrogen in liquid form. For fueling a vehicle, the hydrogen is vaporized, compressed and stored in high-pressure tanks. Since the pressure in the high-pressure tanks drops when filling the vehicle tank, a compressor is necessary, which compresses the hydrogen. The compressor has to do all the more work the more the pressure in the high-pressure tanks falls during the refueling process. The compressed hydrogen is then cooled down, for example to about -40 ° C, and then supplied to the vehicle tank.
Nachteilig sind bei dieser Lösung insbesondere die hohen Installations-, Betriebs- und Wartungskosten eines Kompressors. Außerdem ist der Betrieb eines Kompressors wartungsintensiv und kann anfällig für Störungen sein, die zur Unterbrechung des Betriebs der Wasserstofftankstelle führen.Disadvantages of this solution are in particular the high installation, operating and maintenance costs of a compressor. In addition, the operation of a compressor is maintenance-intensive and may be prone to disturbances that interrupt the operation of the hydrogen refueling station.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines komprimierten Gases bereitzustellen, die einfach, kostengünstig, und zuverlässig ist. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zum Bereitstellen eines komprimierten Gases bereitgestellt werden. Insbesondere kann es sich bei der Vorrichtung um zumindest einen Teil einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem komprimierten Gas, insbesondere eines Fahrzeugtanks mit einem gasförmigen Treibstoff, handeln.The object of the invention is therefore to provide a device for providing a compressed gas that is simple, inexpensive, and reliable. Furthermore, a corresponding method for providing a compressed gas is to be provided. In particular, the device may be at least part of a device for filling a container with a compressed gas, in particular a vehicle tank with a gaseous fuel.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by a device and a method having the features of the independent claims. Preferred embodiments and further developments are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines komprimierten Gases zumindest einen ersten Behälter, welcher mit einem auszugebenden Gas mit einem ersten Druck befüllt ist. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung ein Hydrauliksystem mit einem Fluid, das eingerichtet ist, einen Druckabfall in dem ersten Behälter unter den ersten Druck zu verhindern. Dies erfolgt durch Pumpen des Fluids in den ersten Behälter hinein, wobei das Fluid in direkten Kontakt mit dem auszugebenden Gas in dem ersten Behälter kommt. Erfindungsgemäß wird der Druck in dem ersten Behälter im Wesentlichen konstant gehalten.According to the invention, a device for providing a compressed gas comprises at least a first container, which is filled with a gas to be dispensed with a first pressure. In addition, the device comprises a hydraulic system with a fluid that is configured to prevent a pressure drop in the first container below the first pressure. This is done by pumping the fluid into the first container, the fluid coming into direct contact with the gas to be dispensed in the first container. According to the invention, the pressure in the first container is kept substantially constant.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung des Weiteren zumindest einen zweiten Behälter, welcher mit dem auszugebenden Gas mit einem zweiten Druck befüllt ist, wobei der zweite Druck höher ist als der erste Druck. Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, zuerst das Gas aus dem ersten Behälter und danach das Gas aus dem zweiten Behälter in den zu befüllenden Tank auszugeben. Außerdem ist das Hydrauliksystem weiter eingerichtet, auf die gleiche Weise wie im ersten Behälter einen Druckabfall in dem zweiten Behälter unter den zweiten Druck zu verhindern, d.h. das Fluid wird in den Behälter hineingepumpt, so dass es in direkten Kontakt mit dem Gas kommt. Erfindungsgemäß wird der Druck auch in dem zweiten Behälter im Wesentlichen konstant gehalten.In addition, the device further comprises at least a second container, which is filled with the gas to be dispensed with a second pressure, wherein the second pressure is higher than the first pressure. In particular, the device is adapted to first output the gas from the first container and then the gas from the second container into the tank to be filled. In addition, the hydraulic system is further arranged to prevent, in the same manner as in the first container, a pressure drop in the second container below the second pressure, i. the fluid is pumped into the container so that it comes in direct contact with the gas. According to the invention, the pressure is kept substantially constant even in the second container.
Ein entsprechendes Verfahren zum Bereitstellen eines komprimierten Gases umfasst das Ausgeben des Gases aus dem ersten Behälter, welcher mit dem auszugebenden Gas mit dem ersten Druck befüllt ist, wobei ein Druckabfall in dem ersten Behälter unter den ersten Druck verhindert wird, indem ein Fluid in den ersten Behälter gepumpt wird, so dass es in direkten Kontakt mit dem auszugebenden Gas in dem ersten Behälter kommt. Erfindungsgemäß wird der Druck in dem ersten Behälter im Wesentlichen konstant gehalten.A corresponding method for providing a compressed gas comprises discharging the gas from the first container, which is filled with the gas to be dispensed with the first pressure, wherein a pressure drop in the first container under the first pressure is prevented by a fluid in the first Container is pumped so that it comes into direct contact with the gas to be dispensed in the first container. According to the invention, the pressure in the first container is kept substantially constant.
Außerdem umfasst das Verfahren weiter das Ausgeben des Gases aus einem zweiten Behälter, welcher mit dem auszugebenden Gas mit einem zweiten Druck befüllt ist, der höher ist als der erste Druck, wobei ein Druckabfall in dem zweiten Behälter unter den zweiten Druck verhindert wird, indem ein Fluid in den zweiten Behälter gepumpt wird, so dass es in direkten Kontakt mit dem auszugebenden Gas in dem zweiten Behälter kommt. Insbesondere wird das Gas aus dem zweiten Behälter ausgegeben, nachdem das Gas aus dem ersten Behälter ausgegeben wurde. Erfindungsgemäß wird der Druck auch in dem zweiten Behälter im Wesentlichen konstant gehalten.In addition, the method further comprises dispensing the gas from a second container, which with the gas to be dispensed with a second pressure is higher than the first pressure, wherein a pressure drop in the second container is prevented under the second pressure by a fluid is pumped into the second container, so that it is in direct contact with the gas to be dispensed in the second Container is coming. Specifically, the gas is discharged from the second container after the gas is discharged from the first container. According to the invention, the pressure is kept substantially constant even in the second container.
Bei der Vorrichtung kann es sich insbesondere um zumindest einen Teil einer Anordnung zum Befüllen eines Tanks mit einem komprimierten Gas handeln. Insbesondere kann es sich dabei um eine Vorrichtung zum Betanken eines Fahrzeugtanks mit einem gasförmigen Treibstoff, vorzugsweise eine Wasserstofftankstelle zum Betanken eines Fahrzeugtanks mit gasförmigem Wasserstoff handeln. Anders ausgedrückt kann die Vorrichtung vorteilhaft in einer Anordnung zum Befüllen eines Tanks mit einem komprimierten Gas, wie einer Wasserstofftankstelle, verwendet werden. Eine Vorrichtung zum Befüllen eines Tanks mit einem komprimierten Gas, wie eine Wasserstofftankstelle, umfasst eine Betankungseinrichtung zum Ausliefern des komprimierten Gases an den zu befüllenden Tank.The device may in particular be at least part of an arrangement for filling a tank with a compressed gas. In particular, it may be a device for refueling a vehicle tank with a gaseous fuel, preferably a hydrogen refueling station for refueling a vehicle tank with gaseous hydrogen. In other words, the apparatus can be advantageously used in an arrangement for filling a tank with a compressed gas, such as a hydrogen filling station. A device for filling a tank with a compressed gas, such as a hydrogen filling station, comprises a refueling device for delivering the compressed gas to the tank to be filled.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung beziehungsweise ein entsprechendes Verfahren zum einfachen, kostengünstigen und zuverlässigen Betanken eines Fahrzeugtanks mit einem komprimiert gasförmigen Treibstoff zur Verfügung. Durch Vermeidung des Druckabfalls in den Behältern, in denen das Gas gespeichert ist, wird das auszugebende Gas zu jedem Zeitpunkt mit einem ausreichend hohen Druck in den Behältern bereitgehalten, um beispielsweise einen Fahrzeugtank zu befüllen.The invention provides a device or a corresponding method for the simple, cost-effective and reliable refueling of a vehicle tank with a compressed gaseous fuel. By avoiding the pressure drop in the containers in which the gas is stored, the gas to be dispensed is kept ready at any time with a sufficiently high pressure in the containers, for example to fill a vehicle tank.
Da das Vermeiden des Druckabfalls bzw. das Konstanthalten des Drucks auf einfache Weise durch Pumpen des Fluids in den entsprechenden Behälter erfolgt, ist die Vorrichtung weniger anfällig für Störungen und weniger wartungsintensiv als beispielsweise eine Vorrichtung mit einer mechanischen Zylinder-Kolben-Anordnung. Ein direkter Kontakt des Fluids mit dem auszugebenden Gas bedeutet dabei, dass das Fluid direkt in den Behälter gepumpt wird, ohne dass es von dem auszugebenden Gas beispielsweise durch einen Kolben getrennt ist. Durch diesen Aufbau werden zusätzliche bewegliche Teile, wie ein Kolben, vermieden, welcher beispielsweise aufgrund der notwendigen Abdichtung Wartung erfordert und Verschleiß unterliegt. Zudem kann durch den direkten Kontakt des Fluids mit dem Gas eventuell entstehende Wärme über das Fluid effektiv abgeführt werden.Since the avoidance of the pressure drop or the pressure is kept constant by pumping the fluid into the corresponding container, the device is less susceptible to interference and less maintenance-intensive than, for example, a device with a mechanical cylinder-piston assembly. Direct contact of the fluid with the gas to be dispensed means that the fluid is pumped directly into the container, without being separated from the gas to be dispensed, for example, by a piston. By this structure, additional moving parts, such as a piston, avoided, which requires maintenance and wear, for example, due to the necessary sealing. In addition, due to the direct contact of the fluid with the gas, possibly resulting heat can be dissipated effectively via the fluid.
Wie eben beschrieben erfolgt das Verhindern des Druckabfalls bzw. das Konstanthalten des Drucks in dem Behälter oder den Behältern der Vorrichtung mittels eines Fluids, welches in den jeweiligen Behälter hineingepumpt wird. Das Fluid wird in den jeweiligen Behälter in entsprechendem Maße hineingepumpt, wie das Gas aus dem jeweiligen Behälter ausgeben wird, um den Druck in dem jeweiligen Behälter konstant zu halten. Erfindungsgemäß wird der Druck in dem jeweiligen Behälter im Wesentlichen konstant gehalten, d.h. es erfolgt keine Verdichtung des Gases durch Hineinpumpen des Fluids in den jeweiligen Behälter. In diesem Fall kommt die Vorrichtung ohne Kompressor aus.As just described, the prevention of the pressure drop or the keeping constant of the pressure in the container or the container of the device by means of a fluid, which is pumped into the respective container takes place. The fluid is pumped into the respective container to a corresponding extent as the gas is discharged from the respective container in order to keep the pressure in the respective container constant. According to the invention, the pressure in the respective container is kept substantially constant, i. There is no compression of the gas by pumping the fluid into the respective container. In this case, the device will work without a compressor.
Insbesondere kann das Hydrauliksystem dazu zumindest einen Speicher für das Fluid umfassen. Es versteht sich, dass das Hydrauliksystem des Weiteren entsprechende Pumpen, Leitungen und Ventile aufweisen kann, die ein Zuführen des Fluids zu dem entsprechenden Behälter erlauben. Die Komponenten des Hydrauliksystems, wie zum Beispiel die Hydraulikpumpen, sind wesentlich billiger und einfacher im Aufbau als ein Kompressor. Zudem ist der Betrieb eines Systems ohne Kompressor zuverlässiger als der Betrieb eines Systems mit Kompressor.In particular, the hydraulic system may include at least one reservoir for the fluid. It should be understood that the hydraulic system may further include corresponding pumps, conduits, and valves that permit delivery of the fluid to the respective container. The components of the hydraulic system, such as the hydraulic pumps, are much cheaper and simpler in construction than a compressor. In addition, the operation of a system without a compressor is more reliable than the operation of a compressor system.
Nachdem das Gas aus einem der Behälter im Wesentlichen vollständig ausgegeben worden ist oder das Volumen des Gases ein vorgegebenes Minimalvolumen unterschreitet, kann das Fluid, welches nun im Wesentlichen das gesamte Volumen des Behälters einnimmt, aus dem entsprechenden Behälter zur Wiederverwendung zurück in den Speicher oder gegebenenfalls weiter in den nachfolgenden Behälter gepumpt werden. Dazu können Ventile an den Behältern entsprechend eingerichtet sein, umzuschalten, wenn der Behälter leer ist beziehungsweise mit Fluid gefüllt ist. Es kann ein automatisches Umschalten der Ventile erfolgen, beispielsweise ausgelöst durch eine Volumen-, Gewichts- oder Füllstandsmessung des Fluids oder des Gases, entweder von innerhalb oder außerhalb des Behälters, beispielsweise mittels eines geeigneten Sensors, der das Gas oder das Fluid detektiert.After the gas has been substantially completely dispensed from one of the containers or the volume of the gas falls below a predetermined minimum volume, the fluid, which now occupies substantially the entire volume of the container, may be returned from the corresponding container for reuse in the store or, if appropriate be further pumped into the following container. For this purpose, valves on the containers can be set up to switch over when the container is empty or filled with fluid. It may be an automatic switching of the valves, for example, triggered by a volume, weight or level measurement of the fluid or gas, either from inside or outside the container, for example by means of a suitable sensor which detects the gas or the fluid.
Vorzugsweise ist das Fluid ein ionisches Fluid. Ein ionisches Fluid hat den Vorteil, dass es mit dem gasförmigen Treibstoff nicht reagiert. Ionisches Fluid, das sich mit dem gasförmigen Treibstoff vermischt hat, kann einfach mittels eines Abscheiders vor dem Ausgeben in den Fahrzeugtank abgeschieden werden und zurück in den Hydraulikkreislauf gegeben werden. Statt eines ionischen Fluids kann gleichermaßen ein Fluid verwendet werden, welches eine geringe Gaslöslichkeit aufweist, d.h. ein Fluid das sich nicht oder schlecht in dem auszugebenden Gas löst, um zu gewährleisten, dass das auszugebende Gas im Wesentlichen frei von dem Fluid ist und eine hohe Reinheit aufweist. Allgemein und unabhängig von der Art des Fluids ist es vorteilhaft, wenn ein Abscheider vorgesehen ist, der mit dem auszugebenden Gas vermischtes Fluid abscheidet, bevor das Gas an ein Fahrzeug ausgegeben wird. Das Fluid kann dann wieder in den Hydraulikkreislauf zurückgeführt werden. Ein Abscheider ist insbesondere deshalb von Vorteil, da das Fluid in direkten Kontakt mit dem auszugebenden Gas kommt, wodurch sich ein Teil des Fluids mit dem Gas vermischen kann.Preferably, the fluid is an ionic fluid. An ionic fluid has the advantage that it does not react with the gaseous fuel. Ionic fluid that has mixed with the gaseous fuel may simply be separated by means of a separator prior to dispensing into the vehicle tank and returned to the hydraulic circuit. Similarly, instead of an ionic fluid, a fluid having low gas solubility, ie, a fluid that does not or poorly dissolves in the gas to be dispensed, can be used to ensure that the gas to be dispensed is substantially free of the fluid and high in purity having. General and regardless of the type of fluid, it is advantageous if a separator is provided which separates fluid mixed with the gas to be dispensed before the gas is discharged to a vehicle. The fluid can then be recycled back into the hydraulic circuit. A separator is particularly advantageous because the fluid comes in direct contact with the gas to be dispensed, whereby a part of the fluid can mix with the gas.
Vorzugsweise ist der höchste Druck in den Behältern, beispielsweise der zweite Druck in dem zweiten Behälter, größer oder gleich einem in einem zu befüllenden Tank zu erreichenden Zieldruck. Wie eingangs erläutert, wird ein Druck von mindestens 70 MPa in dem Fahrzeugtank bevorzugt. Der zweite Druck beträgt daher vorzugsweise 70 MPa oder mehr, insbesondere bis zu 100 MPa, beispielsweise ungefähr 80 MPa.Preferably, the highest pressure in the containers, for example the second pressure in the second container, is greater than or equal to a target pressure to be reached in a tank to be filled. As explained above, a pressure of at least 70 MPa in the vehicle tank is preferred. The second pressure is therefore preferably 70 MPa or more, especially up to 100 MPa, for example about 80 MPa.
Falls mehrere Behälter vorgesehen sind, ist die Reihenfolge der Behälter, aus denen das Gas ausgegeben wird, vorteilhafterweise vorgegeben. Insbesondere wird zuerst Gas aus einem Behälter mit einem niedrigeren Druck, danach Gas aus einem Behälter mit einem höheren Druck ausgegeben. Auf diese Weise lässt sich ein Fahrzeugtank nacheinander aus Behältern mit ansteigendem Druck betanken. In dem zunächst leeren oder zumindest nur teilweise gefüllten Fahrzeugtank herrscht ein niedriger Druck, so dass das Betanken mit einem niedrigen Druck begonnen werden kann. Sobald ein Druckausgleich zwischen dem Fahrzeugtank und dem entsprechenden Behälter erfolgt, wird auf den Behälter mit dem nächsthöheren Druckniveau umgeschaltet.If a plurality of containers are provided, the order of the containers from which the gas is dispensed is advantageously predetermined. Specifically, gas is first discharged from a container at a lower pressure, then gas from a container at a higher pressure. In this way, a vehicle tank can be refueled successively from tanks with increasing pressure. In the initially empty or at least partially filled vehicle tank, there is a low pressure, so that refueling can be started with a low pressure. As soon as a pressure equalization between the vehicle tank and the corresponding container takes place, the container is switched to the next higher pressure level.
Durch diese kaskadenartige Speicherung des auszugebenden Gases, d.h. die Speicherung des Gases in Behältern mit unterschiedlichen Drücken und das sequentielle Ausgeben des Gases mit ansteigendem Druck, kann Energie gespart werden, da das Bereitstellen eines hohen Drucks prinzipiell viel Energie erfordert. Ein hoher Druck in den Behältern ist jedoch zu Beginn eines Ausgabevorgangs (am Beispiel einer Fahrzeugbetankung, wenn in dem Fahrzeugtank ein niedriger Druck herrscht) nicht notwendig, sondern erst mit zunehmender Füllung des Fahrzeugtanks. Zudem können Kosten gespart werden, da Behälter für niedrigeren Druck günstiger sind als Hochdruckbehälter.By this cascaded storage of the gas to be dispensed, i. The storage of the gas in containers with different pressures and the sequential discharge of the gas with increasing pressure, energy can be saved, since the provision of a high pressure principle requires a lot of energy. However, a high pressure in the containers is not necessary at the beginning of a dispensing operation (for example vehicle refueling when the vehicle tank is under a low pressure), but only with increasing filling of the vehicle tank. In addition, costs can be saved, since containers for lower pressure are cheaper than high-pressure vessels.
Es versteht sich, dass das Verfahren zum Betanken eines Fahrzeugs nicht mit dem Behälter mit dem niedrigsten Druckniveau begonnen werden muss. Insbesondere falls der Fahrzeugtank noch teilweise gefüllt ist und entsprechender Druck in dem Fahrzeugtank vorliegt, wird das Betanken mit demjenigen Behälter begonnen, in welchem im Vergleich zu den anderen Behältern der kleinste Druck herrscht, der größer ist als der Druck in dem zu befüllenden Tank. Dazu wird der in dem Fahrzeugtank herrschende Druck beispielsweise mittels eines Teststoßes zum Beginn des Tankvorgangs ermittelt, so dass der entsprechende Behälter bestimmt werden kann, mit dem der Tankvorgang begonnen wird.It is understood that the method for refueling a vehicle does not have to be started with the container with the lowest pressure level. In particular, if the vehicle tank is still partially filled and corresponding pressure in the vehicle tank, refueling is started with that container in which, compared to the other containers, the smallest pressure prevails that is greater than the pressure in the tank to be filled. For this purpose, the pressure prevailing in the vehicle tank pressure is determined, for example by means of a test shock at the beginning of the refueling process, so that the corresponding container can be determined, with which the refueling process is started.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zumindest einen dritten Behälter, welcher mit dem auszugebenden Gas mit einem dritten Druck befüllt ist. Das heißt, vorzugsweise wird das auszugebende Gas mit drei unterschiedlichen Druckniveaus bereitgehalten und der Reihe nach mit ansteigendem Druck ausgegeben. Auch im dritten Behälter wird vorteilhaft, wie im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Behälter bereits erläutert, ein Druckabfall durch Pumpen des Fluids in den dritten Behälter vermieden. Es versteht sich, dass auch mehr als drei Behälter, beispielsweise vier oder fünf Behälter, vorgesehen sein können, wobei die Behälter entsprechend mit einem unterschiedlichen Druck befüllt sind, der von dem ersten bis zum letzten Behälter ansteigt und beim Ausgeben des Gases aus dem entsprechenden Behälter wie oben erläutert konstant gehalten wird oder ein Druckabfall vermieden wird.In an advantageous embodiment, the device comprises at least a third container, which is filled with the gas to be dispensed with a third pressure. That is, preferably, the gas to be dispensed is kept at three different pressure levels and discharged sequentially with increasing pressure. Also in the third container is advantageous, as already explained in connection with the first and second container, a pressure drop avoided by pumping the fluid into the third container. It is understood that more than three containers, for example four or five containers, may be provided, the containers being respectively filled with a different pressure rising from the first to the last container and discharging the gas from the corresponding container as explained above is kept constant or a pressure drop is avoided.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind lediglich schematische Darstellungen zur Erläuterung der Erfindung. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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1 zeigt schematisch den Aufbau einer Wasserstofftankstelle gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2a und2b zeigen Beispiele von Behälteranordnungen einer Wasserstofftankstelle. -
3 zeigt ein Diagramm der Behälter einer Wasserstofftankstelle.
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1 schematically shows the structure of a hydrogen filling station according to the present invention. -
2a and2 B show examples of tank arrangements of a hydrogen filling station. -
3 shows a diagram of the containers of a hydrogen filling station.
Bezugnehmend auf
Eine Wasserstofftankstelle umfasst eine Vorrichtung
Alternativ, wie in
Die folgenden Ausführungen beziehen sich sowohl auf die in
In
Vorzugsweise werden Behälter mit drei Druckniveaus, d.h. drei Einheiten
Bei einem Betankungsvorgang wird Wasserstoff
Bei Ausgeben des Wasserstoffs
Nachdem der Wasserstoff
Bevor der Wasserstoff
Die Behälter
Falls die Behälter
Es ist auch denkbar, dass die gesamte Wasserstofftankstelle, einschließlich der Kühleinheit und der Betankungseinrichtung, auf dem Lkw-Auflieger angeordnet ist. Dies erhöht die Flexibilität und Mobilität der gesamten Wasserstofftankstelle.It is also conceivable that the entire hydrogen filling station, including the cooling unit and the refueling device, is arranged on the truck semi-trailer. This increases the flexibility and mobility of the entire hydrogen filling station.
Wie oben erläutert, können die Behälter auch wie in
Durch die Verwendung eines Fluids, welches wie beschrieben in die Behälter gepumpt wird, wenn der Wasserstoff während eines Tankvorgangs ausgegeben wird, kann auf einen sonst bei einer Wasserstofftankstelle üblichen Kompressor verzichtet werden. Durch die kaskadenartige Anordnung von Behältern mit unterschiedlichen Druckniveaus kann die Effizienz noch weiter verbessert werden.By using a fluid, which is pumped into the container as described, when the hydrogen is dispensed during a refueling operation, can be dispensed with an otherwise usual in a hydrogen refueling compressor. By cascading containers of different pressure levels, the efficiency can be further improved.
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